«Ламповый звук» — термин, возникший во второй половине XX века в среде любителей качественного звука и музыкантов для обозначения отличий в звучании музыки, прошедшей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах, от музыки, записанной или воспроизведённой с помощью усилителей на транзисторах. Популярность противопоставления «тёплого», «мягкого», «комфортного» лампового звука и «бесстрастного, мониторного» звучания «твердотельного» (жарг. «каменного», от кремниевый) усилителя разные исследователи приписывают смеси (в разной степени) эмоциональных, технических и коммерческих причин.
Применение радиоламп в звукотехнике Выделяются три слабопересекающиеся и мало влияющие друг на друга области применения радиоламп в записи и воспроизведении музыки. предусилители в музыкальных инструментах, особенно электрогитарах; преобразователи звука в студиях звукозаписи; дорогостоящее воспроизводящее оборудование для аудиофилов/меломанов. Во всех трёх областях в конце XX века наблюдался быстрый рост применения ламп. Эффекты от применения ламп в разных областях отличаются; объединяет все три применения по сути лишь использование однотипных ламп и схемотехнических приёмов.
Гитарные усилители Исследователи единодушны в том, что ламповые усилители, используемые с электрогитарами, вносят в звук специфические искажения, а музыкантам и любителям музыки эти искажения нравятся, ламповый звук описывается как «округлённый» и «пробивной», а транзисторный — как «тонкий», «пустой», «металлический». Называются несколько причин такого предпочтения: гитарные усилители часто используются для того, чтобы существенно изменить звук гитары, и потому являются по сути частью инструмента. Достоверность воспроизведения звука в таком случае бессмысленна, и оценка качества может производиться лишь субъективно; использование ламповых усилителей во время становления рок-музыки в 1950—1960-х годах привело к тому, что искажения, создаваемые простейшими ламповыми усилителями без обратной связи, стали стандартом звучания для электрогитар; поведение лампового усилителя при насыщении создаёт эффект медного духового инструмента; слабое регулирование источника питания в ламповых усилителях вызывает эффект «касания»: при усилении звука напряжение питания падает с небольшим ослаблением громкостиSag . // Aspen Pittman. The Tube Amp Book. Hal Leonard Corporation, 2003. С. 231.; особенности сжатия амплитуды сигнала при использовании лампового усилителя, возможно, влияют также на акустическую обратную связь между динамиками и струнами гитары в концертной обстановке.
Эти причины заставляют конструкторов твердотельных (транзисторных) гитарных усилителей имитировать особенности ламповых усилителей, изготовители пытаются это делать в течение десятилетий — с переменным успехом, так как многие музыканты предпочитают настоящие радиолампы. Эрик Барбур объясняет разницу в звуке британского и американского рока разницей в усилителях: на заре британского рока, в 1962 году, Джим Маршалл сконструировал в Лондоне свой собственный гитарный усилитель, использовавший дешёвые и маломощные лампы. Из-за высокой перегрузки звук усилителя был «хрустящим», что и стало классическим звучанием английского рока. В США популярным производителем был «Фендер», профессиональные модели которого характеризовались «звенящим» звуком и сильными компрессионными эффектами из-за использования в источнике питания лампового выпрямителя и связанной с этим слабой зарегулированности напряжения питания.
Звучание бас-гитары не улучшается от внесения искажений, потому усилители для бас-гитар быстро перешли на транзисторы, хотя интерес к ламповым версиям вновь возник в 1990-е годы.
Рынок гитарных усилителей по состоянию на конец XX века потреблял около трёх четвертей производимых ламп.
Студийное оборудование В студиях звукозаписи ламповые схемы чаще всего применяются для усиления сигналов в конденсаторных микрофонах для записи голоса. Лампы в этой ситуации имеют два преимущества: крайне высокое входное сопротивление позволяет снизить искажения в самом микрофоне; широкий динамический диапазон и мягкое насыщение уменьшают искажения в случаях, когда громкость голоса певца в пике превышает ожидаемый уровень.
С 1985 года стали вновь пользоваться спросом среди инженеров в студиях звукозаписи и традиционные ламповые усилители, при этом особую популярность приобрело оборудование прошлых лет (1949 — 1970-х годов). Эрик Барбур объясняет это особенностями искажений тех усилителей, создающими эффект «мягкого» звука; в более современных ламповых усилителях эти особенности проявляются меньше и потому они звучат ближе к «жёстким» транзисторным.
Аппаратура Hi-End Ламповые усилители нашли нишу на рынке Hi-End — высококачественной (и очень дорогой) аппаратуры звуковоспроизведения, рассчитанной на любителей и ценителей качественной звукозаписи. Как и предыдущие две области применения, эту отличает наличие коммерчески значимого количества людей, предпочитающих ламповый звук транзисторному, или из-за особенностей звуковосприятия, или вследствие привычки (Эрик Барбур отмечает, что возраст большинства аудиофилов — 30–50 лет в конце XX века — означает, что они в детстве росли под звук рок-гитар).
Роль ламп в этой области вызывает наибольшие споры: «„ламповый звук“ — это устойчивый миф, в который каждый вкладывает своё собственное понимание» (А. ГрифА. Гриф. Конструкции и схемы для прочтения с паяльником, Т. 2 Солон, , 2010. С. 5.).
Некоторые исследователи рассматривают популярность лампового звука как чисто культурный феномен. Так, культуролог Владислав Софронов-АнтомониВладислав Софронов-Антомони. Индустрия наслаждения . // Логос # 4 2000 (25). сводит популярность радиоламп среди аудиофилов к сформировавшемуся обществу потребления и связанному с избытком потребления убеждению, что существуют технические устройства для записи и воспроизведения музыки, которые обладают «нечто», неким Иксом, который делает их способным донести до слушателя «волшебство» (Икс) музыки (в ту же категорию Софронов-Антомони относит и растущую на рубеже XX—XXI веков популярность виниловых грампластинок). Близкую позицию занимает Л. Ганкин, который упоминая использование «тёплого лампового звука» как интернет-мема, подобно пледу, символизирующему уют, и сравнимого со стремлением человека к неидеальности и хрупкости, которые в избытке демонстрируются теми же грампластинками.
С другой стороны, предлагаются чисто технические объяснения предпочтению усилителей на лампах, от откровенно псевдонаучных («Электроны, летящие в вакууме, движутся несколько иначе, чем электроны, протекающие в переходах транзистора. Этим объясняется мягкость звучания ламповых усилителей»Дмитрий Коржев. Тонкая настройка // Бизнес-журнал №4, 2006. С. 5.) до серьёзных исследований в рецензируемых технических журналах, которые поясняют, почему неаккуратно сконструированный усилитель на транзисторах будет порождать заметные на слух искажения (см. следующий раздел).
Особенности лампового звука Обсуждение отличий лампового звука от транзисторного это область дискуссий, которая как «на заказ» приспособлена для горячих споров. Музыка создаётся и прослушивается людьми, а функционирование нелинейных систем в цепочке «ухо-мозг» наукой изучено очень слабо. Объективные измерения искажений с помощью приборов потому не очень полезны, ведь особенности человеческого восприятия приводят к тому, что некоторые типы искажений неприятны в малых количествах, а другие не вызывают раздражения при высоких уровнях. Определённые искажения могут даже восприниматься положительно: «Когда кто-нибудь говорит, что у этого гитарного усилителя большой и толстый звук, то частично это связано с насыщением выходного трансформатора».
Отала и Лейнонен отмечают, что в ситуации, когда ламповый и транзисторный усилители согласно формальным измерениям не отличаются до уровней, нечувствительных для человеческого слуха, но различия всё-таки слышны, возможны лишь комбинация из двух ответов: традиционные (на 1977 год) измерения усилителей до некоторой степени не отражали особенностей, важных для звуковосприятия; стандартные методы измерения усилителей не улавливали существенных искажений.
Эксперименты Хэмма Исследователи проявили интерес к феномену лампового звука уже в начале 1970-х годов. Одна из ранних работ была выполнена в 1972 году Расселом Хэммом. Хэмм постулировал, что: «тонкую» разницу между транзисторным и ламповым звуком может уловить «каждый», если «слушать внимательно». При этом некоторые люди смогут описать разницу словами, а некоторые — лишь высказать предпочтение (в пользу лампового звука); искажения нужно измерять на слух с помощью экспертов-музыкантов и звукооператоров, а не через замеры инженеров-схемотехников; обнаружить существенную разницу удалось лишь в двух случаях: предусилители и выходные каскады. В обоих случаях электроника в этом месте сопряжена с механическими устройствами; в практике студий звукозаписи при использовании твердотельного предусилителя применялся резистивный аттенюатор входного сигнала. При тех же микрофоне и допустимом диапазоне входного сигнала в случае лампового предусилителя аттенюаторы не применялись. Хэмм поэтому сделал вывод, что усилители на практике перегружаются, и изучать следует поведение усилителей в случае перегрузки. В эксперименте Хэмм предложил неформальной группе студийных инженеров прослушать один и тот же звук, улавливаемый одним и тем же микрофоном, но проходящий через три переключаемых исследователем усилителя (на лампах, транзисторах и операционных усилителях) и с разными уровнями ослабления сигнала микрофона. Обнаружилось, что все три усилителя неотличимы на слух, пока уровень входного сигнала находится в допустимых границах. Однако, поведение усилителей при перегрузке (наблюдаемой на практике), сильно различалось: искажения, вносимые ламповым усилителем, не были заметны на слух до уровня входного сигнала, превышающего допустимый уровень на 20 децибел; в случае транзисторного усилителя искажения были слышны при превышении на 10 децибел; предусилитель на операционных усилителях демонстрировал искажения уже на уровне +5 децибел. Хэмм связал полученные результаты с разным набором гармоник, порождаемых усилителями при перегрузке: вторая гармоника отстоит от основного тона на октаву и потому плохо слышна, однако создаёт ощущение «полноты» звука; третья гармоника — ощущение «покрытости», ограниченности звука; комбинация второй, третьей, четвёртой, пятой гармоник создаёт ощущение «медного», полного звука; нечётные гармоники более высокого порядка (седьмая и выше) музыкально не связаны с основным тоном и потому ухо чувствительно к ним, воспринимая их при этом также как показатель громкости (видимо, из-за того, что количество этих гармоник повышается, когда музыкальный инструмент играет громче). Хэмм связал плохой результат твердотельных усилителей при перегрузках с повышенной генерацией ими высоких гармоник, которые человеческий слух воспринимает как искажения или просто шум. По Хэмму, особенности лампового усилителя приводят к тому, что он лучше работает в качестве импровизированного компрессора аудиосигнала в неизбежных на практике случаях перегрузкиNye, John VC. Subjective Fidelity and Problems of Measurement in Audio Reproduction . // Bridges: Mathematical Connections in Art, Music, and Science. Bridges Conference, 1998. С. 132..
Влияние обратной связи